شناسایی نشانگرهای مولکولی پیوسته با ژن(های) مقاومت به نماتد مولد سیست چغندرقند

نوع مقاله: کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی‎ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

2 استاد مؤسسه تحقیقات ثبت وگواهی بذر و نهال

3 استادیار موسسه تحقیقات چغندرقند

چکیده

با توجه به اهمیت وگستردگی نماتد مولد سیست چغندرقند (Heterodera schachtii Schmidt) در جهان و به منظور جلوگیری از کاهش قابل توجه محصول ریشه و قند ناشی از این نماتد تلاش‏های زیادی صورت می‏گیرد و مناسب‏ترین روش مدیریت آن اصلاح ارقام مقاوم می‏باشد. گونه‏های وحشی گروهprocumbentes در جنسBeta به‏دلیل داشتن ژن‏های مقاومت به بیماری‏های مختلف چغندرقند ازجمله مقاومت به نماتد اهمیت زیادی دارند. برای شناسایی نشان‏گرهای مولکولی DNA پیوسته با ژن(های) مقاومت به نماتد مولد سیست چغندرقند از آغازگرهای 10 نوکلئوتیدی و توالی‎های اختصاصی استفاده شد. برای این منظور، در ابتدا جمعیت‏های درحال تفکیک برای ژن(های) مقاومت به نماتد انتخاب گردیدند. پس از کشت بذر، نشاء این جمعیت‏ها با حدود 1000 لارو نماتد در چند نوبت، تلقیح شدند. گیاهان مقاوم (با کمتر از 10 سیست) و گیاهان حساس(بابیشتر از10 سیست) شناسایی و به دو گروه تقسیم شدند. در مرحله بعد با استفاده از آغازگرهای انتخابی مانند: OP-x-02 ,OP-x-15 ,OP-G-02, OP-D-13, OP-B-11,OP-Y-10 و الیگونوکلئوتیدهای TGAACACCTTTCAAAT، CGTAAGAGACTATGA و 100 آغازگر از کیت‏های شرکت اپرون، آزمون PCR، انگشت‏نگاری نمونه‏ها و مقایسه الگوی نوارهای DNAی دوگروه، انجام شد بین مقاومت در گیاه و حضور نوار خاصی از توالی DNA تکثیر شده، با نشان‏گر Sat-121، 64/66 درصد پیوستگی و هم چنین بین مقاومت در گیاه و حضور نوار خاصی از توالیDNA  تکثیر شده، با نشان‏گر OP-D-13، 91/66 درصد پیوستگی مشاهده شد که این دو نشان‏گر می‏توانند در غربال ژنوتیپ‏های مقاوم در شرایط آزمایشگاهی استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of molecular markers linked to sugarbeet cyst nematode resistance gene(s)

نویسندگان [English]

  • N. Rahmani 1
  • M. Mesbah 2
  • P. Norouzi 3
1 M.Sc of Islamic Azad University, Science and Research Branch. Tehran, Iran.
2 Professor of Seed and Plant Certification and Registation Institute, Iran.
3 Assistant professor of Sugar Beet Seed Institute (SBSI), Iran.
چکیده [English]

Beet cyst nematode (Heterodera schachtii Schmidt). Spreads extensively in different regions of sugar beet cultivation, and therefore many efforts are accomplished to prevent decrease of sugar and root yield caused by the disease. The most appropriate control method of this disease is improvement of resistant varieties. Wild species of procumbentes in Beta are very important because they contain resistance genes against different diseases including beet cyst nematode. Ten-mer primers and specific sequences were selected to identify DNA molecular markers linked to beet cyst nematode resistance genes. For this purpose, at first, segregating populations for resistance genes were selected and after seed sowing in pots in greenhouse,  seedlings were inoculated with 1000 nematode larva several times. Resistant plants (with lower than 10 cysts) and susceptible plants (with less than 10 cysts) were identified and divided to two groups. In the next step, RAPD-PCR, finger printing of the samples and comparison the DNA banding pattern of the two groups was done by using selected primers such as:  OP-X-02, OP-X-15, OP-G-02, OP-D-13, OP-B-11, OP-Y-10 and Sat-121 specific primers and the oligonncleotides TGAACACCTTTCAAAT (forward) and CGTAAGAGACTATGA (Reverse) and one hundred primers from the operon kits. After calculating of correlation between resistance plants and the presence of special DNA band, OP-D-13 and Sat-121 molecular markers were identified to be linked to resistant genes against beet cyst nematode. In conclusion, these two molecular markers can be used for screening of resistant plants in laboratory conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cyst nematode
  • resistance
  • molecular markers
  • sugar beet
Ahmadi E, Hejarood Gh, Shrifi tehrani E, Kheiri A, Akhyani A. The first report of isolation and identification of Paecilomyces farinosus  from cyst nematode of Heterodera schachtii  and study it`s antagonistic effect on nematode eggs in Iran. Proceedings of the 12th Iranian Plant Protection Congress.1394.  P354

Cai D, Kleine M, Kifle S, Harloff HJ, Sandal NN, Marcker KA, Lankhorst RMK, Salentijn EMJ, Lange W, Stiekema WJ, Wyss U, Grundler MW, Jung C. Positional cloning of a gene for nematode resistance in sugar beet. Science. 1997. 275: 832-834.

Hallden C, Sall T, Olsson K, Nilsson NO, Hjerdin A. The use of bulked segregant analysis to accumulate RAPD markers near a locus for beet cyst nematode resistance in Beta vulgaris. Plant Breed. 1997. 116: 18-22.

Jassem B. Apomixis in the genus Beta. Apomixis News Letter. 1990. 2:7-23.

Kleine M, Voss H, Cai D, Jung C. Evaluation of nematode resistant sugar beet (Beta vulgaris L.) lines by molecular analysis. T. A. G. 1998. 97: 896-904.

Lange W,    De   Bock TSM. Pre-breeding   for   nematode resistance in beet, J. of  Sugar Beet Res. 1994. 31:13-26.

Mesbah M. Characterisation of Alien Chromosomes in Monosomic Additions of Beta. Ph.D. thesis. Wageningen .Agricultural University. 1997.

Mesbah M, Bock TSM, Sandbrink JM, Lankhorst RMK, Lange W. Molecular and morphological characterization of monosomic additions in Beta vulgaris, carrying extra chromosomes of B. procumbens or B. patellaris. Mol. Breed. 1997. 3: 147-157.

Mohamadigoltapei A, Pakdamansardroodi B, Rezaeedanesh y. Diseases caused by biotic and Sugar beet disturbances. Tarbiat Modarres University Press. 1998. Pp 84-89

Norouzi P. The Simple and effective method for Genomic DNA extraction from plant and Fungus for PCR-based analyses. 2003. Pp 175-176

Salentijn EMJ, Sandal NN, Lankhorst RK, Lange W, Bock SMD, Marcker KA, Stiekema WJ. Long range organization of a satellite DNA family flanking the beet cyst nematode resistance locos(Hs1) on chromosome-1 of B. patellaris and B. procumbens. Theoretical and Applied Genetics. 1994. 89: 459-466.

Salentijn EMJ. Molecular characterization of the beet cyst nematode( Heterodera schachtii) resistance locus Hs1. Ph.D Thesis. Wageningen University. Netherlands. 1995. Pp:75-88.

Sandal NN, Salentijn EMJ, Kleine M, Cai D, Reuver M R, Druten MV, Bock TSM, Lange W, Steen P, Jung C, Marcker K, StiekemaWJ and Lankhorst RMK. Backcrossing of nematode-Resistant sugarbeet: a second nematode resistance gene at the Locus containing Hs1pro-1. Mol. Breedg. 1997. 3: 471-480.

Whitney ED, Duffus E. Compendium of Beet  Diseases and Insects, APS press. 1991. 76p.